“植物的呼吸作用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

徐廣宇

[摘要]教師指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展“植物的呼吸作用”這節(jié)課的探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行黄平虒W(xué)重難點(diǎn)，如果處理不當(dāng)，就會(huì)使課堂顯得容量太大，教學(xué)思路凌亂，容易讓學(xué)生產(chǎn)生混亂。文章闡述如何運(yùn)用合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，使整個(gè)課堂教學(xué)的流程更流暢，知識(shí)點(diǎn)之間的銜接更自然，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，充分體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，促進(jìn)學(xué)生對(duì)重要概念的建構(gòu)、理解和應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]植物；實(shí)驗(yàn)；探究

蘇教版《生物》七年級(jí)上冊(cè)“植物的呼吸作用”在教材中占的內(nèi)容比重不多，卻是學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)。教師可以充分利用學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的好奇心和熱情，通過(guò)加強(qiáng)和完善生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，設(shè)計(jì)和運(yùn)用一些探究實(shí)驗(yàn)將知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，使學(xué)生在自主探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)氛圍中提高科學(xué)探究能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)重要概念的建構(gòu)、理解和應(yīng)用。

一、課上教學(xué)和課前探究整合

“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”和“植物呼吸作用消耗氧氣”這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)尤為重要，教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中可以更加全面地探究，采用課上和課前相結(jié)合的方式，課前注重學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的自主設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備，課堂側(cè)重實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)、展示、分析和討論。

（一）課前自主探究

布置學(xué)生分組選擇探究主題，以教材中提供的實(shí)驗(yàn)方案為基礎(chǔ)，以小組為單位，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，除了最后的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，完成其他的前期實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課前自主探究可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性。學(xué)生既可以參照教材上的參考方案探究，也可以自行設(shè)計(jì)方案。這既給予了學(xué)生自主發(fā)揮的空間，也在一定程度上節(jié)約了課堂的時(shí)間。為避免學(xué)生探究方案和思路出現(xiàn)偏差，教師在課前探究的指導(dǎo)跟進(jìn)非常關(guān)鍵，確保學(xué)生少做無(wú)用功，也為課堂教學(xué)打好基礎(chǔ)。

（二）課堂展示交流

相關(guān)合作小組代表上臺(tái)匯報(bào)，1～2名學(xué)生介紹設(shè)計(jì)方案，同組的學(xué)生根據(jù)介紹，現(xiàn)場(chǎng)同步演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的結(jié)果，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得出該組的探究結(jié)論。學(xué)生在課前精心設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備，課堂交流探究方案和結(jié)果，小組內(nèi)合理分工，有解說(shuō)的，有演示的，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果現(xiàn)場(chǎng)得出本組的探究結(jié)論，既鞏固了生物學(xué)探究的基本流程，也培養(yǎng)了學(xué)生的設(shè)計(jì)表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)精神。

二、處理好不同探究之間的關(guān)聯(lián)

教師應(yīng)充分挖掘各實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系，適當(dāng)?shù)厝诤霞娌?，最終通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)解決幾個(gè)探究主題，或者由一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)引出其他關(guān)聯(lián)的主題。比如，“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”“植物呼吸作用消耗氧氣”“植物呼吸作用產(chǎn)生水”“所有活細(xì)胞都可以進(jìn)行呼吸作用”“植物的呼吸作用有光無(wú)光都進(jìn)行”這5組探究主題原本似乎都是獨(dú)立的，可以分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究，但是教師在教學(xué)過(guò)程中合理利用學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中的一些“失誤”，或?qū)σ延械膶?shí)驗(yàn)方案進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整，或關(guān)注實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一個(gè)細(xì)節(jié)變化，可能一下子就解決了一連串的問(wèn)題。

案例一：

在探究“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的過(guò)程中，教師發(fā)現(xiàn)有的小組使用的是透明的白塑料袋（教師也可以在課前特意安排一組），并且沒(méi)有進(jìn)行其他遮光處理，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯——石灰水渾濁現(xiàn)象不顯著，學(xué)生討論并分析原因。通過(guò)教師引導(dǎo)，學(xué)生很快便能分析出原因：在沒(méi)有遮光處理的情況下，植物的葉片不僅能進(jìn)行呼吸作用，可能還會(huì)進(jìn)行光合作用，光合作用消耗了呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳，故而實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯。這樣，教師巧妙地運(yùn)用學(xué)生設(shè)計(jì)方案的“失誤”，將光合作用和呼吸作用這兩個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)討論得出植物光合作用和呼吸作用的重要區(qū)別之一：植物的光合作用需要光，而呼吸作用有光無(wú)光都進(jìn)行。利用同一個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的所謂“失誤”，使該探究過(guò)程充分展開(kāi)，將植物的光合作用和呼吸作用做了一個(gè)初步的對(duì)比，更加有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。另一方面，學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)更加注意每一個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

案例二：

同樣是關(guān)于“植物呼吸作用是否產(chǎn)生二氧化碳”的探究，老師只要對(duì)實(shí)驗(yàn)方案做調(diào)整就可以幫助解決“所有活細(xì)胞都可以進(jìn)行呼吸作用”的問(wèn)題。具體如下：實(shí)驗(yàn)過(guò)程與剛才學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)基本一致，只是將菠菜換成了剛剛萌發(fā)的種子，其他過(guò)程不變。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：同樣是實(shí)驗(yàn)組變渾濁，對(duì)照組不變渾濁。得出結(jié)論：萌發(fā)的種子（不含葉綠體）也進(jìn)行呼吸作用，釋放二氧化碳。所以，植物的呼吸作用不需要葉綠體參與。并進(jìn)一步向?qū)W生介紹：所有的活細(xì)胞都可以進(jìn)行呼吸作用。

該環(huán)節(jié)充分考慮到課堂時(shí)間，不需要讓學(xué)生設(shè)計(jì)和演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，而是通過(guò)教師直接介紹、演示和引導(dǎo)（1～2分鐘實(shí)驗(yàn)就可以演示介紹完畢），既給予學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)，又提高課堂效率，為其他重要內(nèi)容的展開(kāi)，節(jié)約寶貴的時(shí)間。

案例三：

在探究“植物呼吸作用是否消耗氧氣”的過(guò)程中，仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的瓶子壁上有很多小水珠，而對(duì)照組卻幾乎沒(méi)有，為什么？由此提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生討論分析：水也有可能是植物呼吸作用產(chǎn)生的。利用實(shí)驗(yàn)組的瓶壁上有很多小水珠這樣一個(gè)小的細(xì)節(jié)，非常流暢自然地得出“植物呼吸作用產(chǎn)生水”的重要結(jié)論。

三、靈活變換實(shí)驗(yàn)探究的展現(xiàn)方式

兼顧課堂時(shí)間的有限性和課堂教學(xué)方式的多樣性，同樣是探究實(shí)驗(yàn)，展現(xiàn)的方式也可多種多樣，以適應(yīng)課堂的實(shí)際需要。

（一）現(xiàn)場(chǎng)演示，便于直觀建立感性認(rèn)識(shí)

第一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)涉及檢驗(yàn)二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)知識(shí)，通過(guò)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)的演示實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)向澄清石灰水中吹氣，使石灰水變渾濁，介紹二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象，從而了解檢測(cè)二氧化碳的方法。初中生物的學(xué)習(xí)過(guò)程中涉及不少化學(xué)知識(shí)，為了彌補(bǔ)這方面的不足，可以通過(guò)這樣簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)演示方式，讓學(xué)生對(duì)“二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的特性”建立感性認(rèn)識(shí)。

（二）錄像展示，便于快速呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程

關(guān)于呼吸作用釋放能量這一知識(shí)點(diǎn)，教科書沒(méi)有安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。如果在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，課堂容量過(guò)大，難以完成教學(xué)任務(wù)，而通過(guò)錄像的方式在課堂上交流，節(jié)約課堂時(shí)間，又多了一種演示渠道，調(diào)動(dòng)課堂氣氛。學(xué)生觀看種子萌發(fā)放熱的實(shí)驗(yàn)錄像（錄像1分鐘左右，實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組2組，實(shí)驗(yàn)組用正在萌發(fā)的種子放在保溫瓶里，并插上溫度計(jì)，封好口，而對(duì)照組使用被煮熟的種子，其他和實(shí)驗(yàn)組一樣，一段時(shí)間后看2個(gè)溫度計(jì)的數(shù)值變化）。實(shí)驗(yàn)錄像顯示：實(shí)驗(yàn)組的溫度會(huì)明顯高于對(duì)照組。學(xué)生由此可以很容易得出結(jié)論：種子在萌發(fā)過(guò)程中進(jìn)行呼吸作用，并且釋放熱能。

四、主線鮮明，重要概念清晰明了

這節(jié)課涉及多個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，且展示方式也多種多樣，為了避免課堂條理不清，所以主線一定要鮮明。本節(jié)課是以植物呼吸作用的化學(xué)反應(yīng)式為主線展開(kāi)的，通過(guò)與植物光合作用公式的對(duì)比，再結(jié)合上述探究，引導(dǎo)學(xué)生得出植物呼吸作用的公式，在黑板上板書植物呼吸作用的公式時(shí)，緊密聯(lián)系剛才的實(shí)驗(yàn)，分步完成公式。既體現(xiàn)出教學(xué)過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性，也更加有助于學(xué)生從根本上理解公式。

如果將實(shí)驗(yàn)運(yùn)用得恰到好處，整個(gè)課堂教學(xué)的流程很流暢，知識(shí)點(diǎn)之間的銜接過(guò)渡十分自然，將會(huì)最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，充分體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，學(xué)生不僅有知識(shí)能力的發(fā)展，也有技能及情感態(tài)度的發(fā)展，不僅提高了個(gè)人的才智，也注重集體協(xié)作學(xué)習(xí)的成功與獲得。從小組設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)施實(shí)驗(yàn)，到合作演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論，無(wú)不體現(xiàn)新的課改理念。